Урок-лекция по теме: "Генная инженерия"
Цели:
- сформировать у учащихся знания о генной инженерии, познакомить со стадиями метода рекомбинантных плазмид: созданием вектора, трaнcформацией, скринингом; с задачами генной инженерии и значением для человека, растений, животных;
- продолжить формирование умений работать с текстом учебника и выделять главное, вести грамотно и аккуратно записи со слов учителя, работать с тестами, дополнительной литературой.
Оборудование: рисованная таблица “Стадии метода рекомбинативных плазмид”, тесты.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Подготовка к восприятию нового материала.
- Фронтальная беседа.
- Что называется геном?
- В виде чего записана информация о белках? Обо всех белках организма?
- Почему именно о белках?
- Одинаковые ли белки образуются у различных организмов?
- Можно ли утверждать, что белки определяют видовую специфичность?
Проблемный вопрос. Как вы думаете, может ли какой-нибудь другой организм, например, бактерия, синтезировать белок человеческого организма?
III. Изучение нового материала.
Сегодня на уроке мы познакомимся с методами генной инженерии, которые позволяют бактериальным клеткам синтезировать “человеческий” белок, подробно остановимся на стадиях одного из методов - рекомбинативных плазмид,чтобы понять сущность этого процесса, поговорим о значении генной инженерии. План нашей лекции на доске. По ходу изучения вопросов, делайте в своих тетрадях соответствующие записи.
План лекции (на доске).
1. Генная инженерия. Цели генной инженерии.
2. История генной инженерии.
3. Метод реконструирования и переноса рекомбинантных плазмид. Стадии метода.
А) Создание вектора.
1. Рестрикция.
2. Лигирование.
Б) Tрaнcформация.
В) Скрининг.
4. Синтез гена искусственным путём.
5. Значение и перспективы генной инженерии.
Слово учителя.
1. Генная инженерия. Цели генной инженерии.
Генная инженерия – это совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Цель генной инженерии в получении клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах наpaбатывать некоторые “человеческие” белки; в возможности преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим (использование в селекции растений, животных).
2. История генной инженерии.
Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 год. В этот год группа исследователей во главе с американским биохимиком Полом Бергом, работавшим в Стэнфордском университете, что неподалеку от Сан-Франциско в Калифорнии, сообщила о создании вне организма первой рекомбинантной ДНК. Ее еще называют гибридной, т.к. она состоит из ДНК-фрагментов различных организмов. Первая рекомбинантная молекула ДНК состояла из фрагментов кишечной палочки (E. Coli – Escherihia coli), группы генов самой этой бактерии и полной ДНК вируса SV40, вызывающего развитие опухолей у обезьяны. Такая рекомбинантная структура теоретически могла обладать функциональной активностью в клетках, как кишечной палочки, так и обезьяны. Она могла как челнок “ходить” между бактерией и животным. За эту работу Полу Бергу в 1980 году присуждена Нобелевская премия. Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 70-х годов прошлого (XX) века. Их суть заключается во введении в организм нового гена. Для этого создают специальные генетические конструкции ? векторы, т.е. устройство для доставки нового гена в клетку. В качестве вектора используют плазмиды.
Что такое плазмиды? ( Кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которая есть в бактериальной клетке. (Она состоит из нескольких тысяч пар нуклеотидов)).
В бактериальной клетке, кроме основной, не покидающей клетку ДНК, может содержаться несколько различных плазмид, которыми она обменивается с другими бактериями. Плазмиды являются автономными генетическими элементами, редуплицирующимися в бактериальной клетке не в то же время, что основная молекула ДНК. Плазмиды несут жизненно важные для бактерии гены – гены лекарственной устойчивости к антибактериальным препаратам. Бактерия, имеющая различные плазмиды, приобретает устойчивость к различным антибиотикам, к солям тяжелых металлов. Поскольку плазмиды могут переходить из одной бактериальной клетки в другую, то они быстро распространяясь среди бактерий, сохраняют им жизнь. Поэтому плазмиды называют даром природы генным инженерам.
3. Методы генной инженерии.
Наиболее распространенными методом генной инженерии является метод конструирования и переноса рекомбинантных ДНК. Этот метод включает несколько этапов.
1. Создание вектора.
Этот этап состоит из двух последовательных стадий: рестрикции и лигирования.
Рестрикция – означает “разрезание”, “ограничение”. При помощи фермента ? рестрикционной эндонуклеазы или рестриктазы, открытой в 1974 году швейцарским ученым Вернером Арбером, происходит разрезание плазмидной ДНК, образуется расщепленная плазмида с “липкими” концами ? ТТАА и ААТТ. ( Бактериальные клетки выpaбатывают рестриктазы для разрушения инородной ДНК, чтобы защищаться от вирусной инфекции.) Этой же рестриктазой разрезают ДНК человека (выделенную из клетки) на множество различных фрагментов, но с одинаковыми “липкими” концами. Поскольку используется один и тот же фермент ? рестриктаза ? “ липкие” концы плазмиды и “липкие” концы ДНК человека (чужеродный ген) будут являться комплементарными. <Рисунок 1>
Лигирование - “сшивание”. Фрагменты ДНК человека включают в плазмиды и их комплементарные “липкие” концы “сшивают” ферментом лигазой. Образуется рекомбинантная плазмида.< Рисунок 1>
2. Tрaнcформация – введение.
Рекомбинантные плазмиды вводят в бактериальные клетки (E. Coli), обработанные специальным образом, чтобы они на короткое время стали проницаемы для макромолекул. Однако, плазмиды проникают лишь в часть обработанных клеток. <Рисунок 1>. Tрaнcформированные бактерии вместе с плазмидой приобретают устойчивость к определённому антибиотику. Это позволяет отделить трaнcформированные бактерии от нетрaнcформированных, так как они погибают на среде, содержащей антибиотик. Чтобы их отделить друг от друга, бактерии высевают на питательную среду так, чтобы клетки находились на расстоянии друг от друга. Каждая из трaнcформированных клеток размножается и образует колонию из многочисленных потомков – клон. < Рисунок 2>
3. Скрининг – отбор среди клонов трaнcформированных бактерий тех, которые содержат плазмиды, несущие нужный ген человека.
Все бактериальные колонии покрывают специальным фильтром. Когда его снимают, на нём остаётся отпечаток колоний. Затем проводят молекулярную гибридизацию. Фильтры погружают в раствор с радиоактивно меченым зондом. Зонд – это полинуклеотид, комплементарный части искомого гена (Р32). Он гибридизируется лишь с теми рекомбинантными плазмидами, которые имеют нужный ген. После гибридизации на фильтр в темноте накладывают рентгеновскую плёнку и через несколько часов её проявляют. Засвечиваются те участки на плёнке, где располагаются клоны трaнcформированных бактерий с нужным геном. Их отбирают, размножают (клонируют), так как они способны выpaбатывать белок, кодируемый этим геном. <Рисунок 2>
Закрепление объяснённого материала.
- Как называется рассмотренный нами метод генной инженерии?
- Из каких этапов он состоит?
- Что такое вектор?
- Сколько стадий включает этап создания вектора?
- Опишите эти стадии.
- Что такое трaнcформация?
- Что такое скрининг?
- Опишите скрининг.
4. Синтез гена искусственным путём.
Не всегда удаётся вырезать точный ген с помощью рестриктаз. Многие гены расщепляются этими ферментами на несколько частей, некоторые не содержат последовательностей, узнаваемых рестриктазами. Тогда поступают другим образом. Самостоятельная работа с текстом учебника. Прочитайте текст стр. 102 – 103 со слов “Поэтому в ряде случаев…” до слов “ С помощью клонирования….” и ответьте на вопрос: “Как получить клон с нужным в данном случае геном?”
Ответ.
Начинается клонирование с целенаправленного получения нового гена. Для этого из клеток человека выделяют и – РНК – копию этого гена. С помощью фермента обратной трaнcкриптазы, открытой в 1970 году Д. Балтимором и Г. Теминым (американские ученые – лауреаты Нобелевской премии) синтезируют коплементарную цепь ДНК. Затем эта цепь ДНК служит матрицей для синтеза обратной трaнcкриптазой комплементарной второй цепи ДНК, которая называется к-ДНК (комплементарная ДНК). Она соответствует гену, с которого считала информация и – РНК, запущенная в систему обратной трaнcкриптазой. Комплементарная ДНК (к – ДНК) встраивается в бактериальную плазмиду, которой трaнcформируют бактерии и получают клоны, содержащие только выбранные гены человека.
5. Значение и перспективы генной инженерии.
Значение генной инженерии велико. О достижениях генной инженерии и перспективах послушаем сообщение учащегося. (Приложение 1).
VI. Закрепление.
Тестовая работа. Выбери правильный ответ. Четыре варианта. (Приложение 2, 3)
. На развороте доски написаны ответы для проверки. Учащиеся обмениваются тестами, проверяют и оценивают их.Доска. Ответы на тесты.
| Варианты – 1, 3 | Варианты – 2 ,4 |
| 1.в | 1.б |
| 2.г | 2.в |
| 3.б | 3.г |
| 4.б | 4.в |
| 5.а | 5.в |
Оценка.
- “5” -5 правильных ответов.
- “4” - 4 правильных ответов.
- “3” - 3 правильных ответа.
V. Задание на дом. По учебнику А. О. Рувинского параграф 17, вопросы после параграфа, записи в тетради.
Комментарии:
Мастерская - нетрадиционная форма организации личностно-ориентированного образовательного процесса, которая предполагает самостоятельную поисковую, исследовательскую, творческую деятельность учащихся по построению собственных знаний и личностных смыслов, собственной картины мира и ценностного отношения к нему. Предложенная мастерская соответствует учебной теме "Строение животной клетки". Используется прием метафорических аналогий, которые будят воображение, вызывают необходимость в приобретении научных знаний, обеспечивают успешное усвоение сложных теоретических сведений. ...
03 04 2025 7:51:29
Урок биологии в 6-м классе посвящен изучению корневой системы растений....
02 04 2025 0:59:51
Урок изучения и первичного закрепления новых знаний и входит в тему "Многообразие покрытосеменных растений. Классификация", на которую отводится 4 часа. На уроке используются следующие методы: словесные – беседа, рассказ, объяснение; наглядные – демонстрация наглядных пособий, рисунки, ТСО, гербарных образцов, таблиц, опopные конспекты; пpaктические: лабораторная работа «Строение пшеницы (ржи, ячменя)»....
01 04 2025 23:45:11
В представленной разработке предложен один из вариантов использования информационных технологий на уроке биологии. В материале применяются компьютерные модели, которые позволяют визуализировать процессы, происходящие в живой клетке. Из пpaктики преподавания известно, что материал по теме "Сцепленное наследование признаков" всегда вызывает затруднения у школьников, а компьютерные модели позволяют оптимизировать процесс освоения материала. Урок был разработан для учащихся 11-х классов (по программе И.Н. Пономаревой)....
31 03 2025 16:57:49
Урок раскрывает особенности организации базидиомицетов и несовершенных грибов, показывает особенности питания оомицетов....
30 03 2025 7:13:44
В ходе урока обучающиеся знакомятся с хаpaктерными признаками царства бактерий, особенностями строения и жизнедеятельности....
29 03 2025 23:16:39
Повысить уровень сформированности профессиональной мотивации школьников можно посредством включения педагогических технологий профориентационной работы в учебно-воспитательный процесс обучения биологии.
...
28 03 2025 15:55:37
В статье автор рассказывает об опыте применения групповой работы на уроках, которая повышает интерес учащихся к предмету....
27 03 2025 9:12:22
Мероприятие знакомит учащихся с легендами и преданиями о цветах, воспитывает бережное отношение к природе. Проводится в сопровождении компьютерной презентации....
26 03 2025 17:52:43
Программа предпрофильного образования «Человек и природа» является, с нашей стороны, смысловым шагом. Мы попытались найти общий смысловой компонент в учебных программах по литературе и биологии (5–11-е классы) и разработали систему интегрированных тем, объединенных антропологическим аспектом. Данная программа позволяет не только сэкономить часы в каждом из предметов, но и представить материал комплексно, подчеркивая межпредметные связи и отношения. Ведь выпускник школы должен быть подготовлен к жизни – способен к самообразованию, к оценке собственных поступков, к самостоятельному выбору правильных действий в любой жизненной ситуации....
25 03 2025 9:24:40
Экологическая викторина "Лесные жители" проводится во внеурочное время и направлена на углубление знания, полученные на уроках биологии и экологии. Хочется верить, что данная викторина поможет в воспитании чутких и внимательных к окружающему миру людей, способных удивляться красоте и совершенству природы, ответственных за её сохранение....
24 03 2025 16:28:45
Подземные побеги, как и надземные, видоизменяются, приспосабливаясь к условиям среды. Корни также нередко могут приобретать необычный вид. Видоизменения побегов...
23 03 2025 19:56:53
Формирование здорового образа жизни учащихся на уроках биологии способствует созданию такого образовательного прострaнcтва, которое формирует здоровую личность с развитым интеллектом, навыками исследовательского труда, высоким уровнем культуры, способную жить и действовать в постоянно меняющимся мире.
...
22 03 2025 13:59:36
Способ диалектического обучения основан на диалектике идей (преобразование сознания), отношений (преобразование общества), средств (орудий) труда (преобразование природы). Ученики переходят от сообщенных знаний к выводным. Формируются навыки работы с понятиями, формальной и диалектической логики....
21 03 2025 13:57:39
Урок-конференция проводится с участием старшеклассников научного общества (НОСТ) с использованием результатов проведенных опытов. Ослабление средств защиты организма приводит к обострению инфекционных заболеваний. Вывод: здоровье дается нам бесплатно, но когда его теряешь, платишь большие деньги.
...
20 03 2025 1:54:54
В первой половине XIX в. уже был собран огромный материал из различных областей естествознания, свидетельствующий в пользу эволюции....
19 03 2025 6:49:37
В своей работе мы хотим поделиться опытом, как применение ИКТ помогает на уроках биологии. Приводим пример урока по природоведению «Вселенная» с применением компьютерной презентации, а также рассказываем о том, где взять материал к уроку, если на подготовку отводится очень мало времени. Выход мы видим в привлечении к работе учеников, которые в ходе выполнения проектов на уроке информатики создадут огромную базу материалов в помощь учителям-предметникам. В нашей работе приводятся также проектные работы учеников, которые будут хорошей поддержкой как ученикам, так и учителям....
18 03 2025 7:41:13
Данный урок способствует формированию и углублению знаний учащихся по выявлению особенностей взаимосвязи компонентов природы в пределах территории Мещеры, в том числе своей маленькой родины - д. Аксеново Гусь-Хрустального района Владимирской области, с целью установления причинно-следственных связей с позиции географов и биологов....
17 03 2025 19:29:12
В настоящее время состояние образования вызывает противоречивые мнения, но школа обеспечивает получение востребованного образования. Его цели и задачи направлены на формирование общей культуры, духовно-нравственное, социальное, личностное развитие детей, их саморазвитие и самосовершенствование, социальную успешность, развитие творческих способностей, сохранение и укрепление здоровья....
16 03 2025 6:40:42
На уроке систематизируются полученные ранее знания о способах размножения; дается представление о клонировании и полиэмбрионии как способах бесполого размножения; раскрывается биологическая роль бесполого и пoлoвoго типов размножения....
15 03 2025 2:57:17
Телевизионная игра на программе НТВ « Своя игра» быстро завоевала огромную аудиторию и стала любимой передачей многих детей и взрослых. Элементы данной игры можно с успехом использовать на уроках биологии в классах среднего и старшего звена. Игровые формы повышают познавательный интерес учащихся к предмету, способствуют более продуктивному усвоению знаний по теме.
...
14 03 2025 11:40:44
Групповая ролевая игра по биологии для учащихся 8-го класса, занимающихся по программе Д.В. Колесова, Р.Д. Маша, по теме "Опopно-двигательная система". Цель урока: повторить понятия, отделы скелета и кости, образующие эти отделы, типы их соединений; умение оказывать первую доврачебную помощь и меры предупреждения нарушения осанки и развития плоскостопия.
Игра оживляет и разнообразит учебный процесс, активизирует познавательную деятельность школьников, способствует лучшему закреплению материала и воспитывает чувство ответственности перед товарищами.
...
13 03 2025 15:56:50
Урок знакомит с формами профилактики легочных заболеваний, разъясняет негативное влияние вредных привычек, учит бережному отношению к здоровью.
...
12 03 2025 4:29:59
Конспект занятия по дополнительной образовательной программе «Родная природа» в разделе «Животный мир Кировской области», тема «Птицы». Занятие рекомендовано для проведения уроков зоологии в 7-м классе при изучении темы «Класс птицы». Занятие проводится в форме устного журнала с использованием натуральных гнезд птиц, прослушиванием голосов птиц, фотографиями и рисунками....
11 03 2025 4:30:19
В работе представлен шаблон компьютерной презентации с примером использования ее на уроке биологии. Тема урока: «Строение и значение кожи».
В школе разработаны нормы проектирования уроков, которыми пользуются все учителя.
Данная презентация соответствует этим нормам и помогает учителю биологии достаточно быстро подготовить урок, тема которого связана со строение и функцией органа или системы органов.
...
10 03 2025 3:39:49
Цели урока: познакомить учащихся со строением и функцией цветка и доказать значимость каждой жизни на земле....
09 03 2025 15:41:56
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Урок «Многообразие птиц в природе» построен по принципу интеллектуальной передачи «Своя игра». Развивается познавательный интерес учащихся, анализ и синтез информации, обобщение, сравнение, установление причинно-следственных связей, расширяется кругозор....
08 03 2025 14:59:30
Хламидомонада — микроскопическая одноклеточная водоросль грушевидной или овальной формы. Поверхность клетки покрыта прозрачной бесцветной пектиновой оболочкой....
07 03 2025 19:33:36
Решение задачи раннего выявления, обучения, воспитания и развития одаренных и талантливых детей составляет важнейшую задачу системы образования и формирования творческого потенциала страны, обеспечивающего интенсивное социальное развитие и научно-технический прогресс во всех областях науки, культуры и производства. Для решения этой задачи необходима прежде всего специально создаваемая развивающая образовательная среда. Развивающая образовательная среда – это созданная обучающим, обучающимися и их родителями атмосфера интеллектуального поиска и познавательной творческой деятельности в правильно организованном педагогическом процессе....
06 03 2025 16:28:12
При подготовке учащихся к ЕГЭ сложилась система, с помощью которой школьники обучаются умению работать с заданиями разной степени сложности на уроках, во внеурочное время и непосредственно перед экзаменом....
05 03 2025 10:58:53
Рабочая тетрадь по краеведению обеспечивает преемственность в изучении учебного материала, делает акцент на изучение регионального компонента. Цель рабочей тетради: освоение знаний о многообразии объектов и явлений природы Красноярского края, изменениях природной среды под воздействием человека и возможных путях её сохранения и рационального использования....
04 03 2025 7:21:39
На уроке учащиеся узнают о составе почвы, о значении перегноя для плодородия почвы....
03 03 2025 20:33:21
В трудах академиков А. Н. Северцова и И. И. Шмальгаузена выделены два направления эволюции: биологический прогресс и биологический регресс. Биологический прогресс проявляется у тех систематических категорий, которые оказываются наиболее приспособленными к окружающим условиям....
02 03 2025 14:58:10
Урок раскрывает особенности движения животных в водной среде, продолжает формирование умений сравнивать, делать выводы, выявлять закономерности, воспитывает самостоятельность мышления....
01 03 2025 9:54:22
Конспект урока биологии в 8-м классе, изучающего группу грызунов и ее отличительные признаки. Задачи урока: учить выделять общие и отличительные признаки животных одной группы; развивать логическое мышление (умение сравнивать, анализировать, обобщать); корригировать навык работы с текстом учебника; воспитывать чувство любви к диким животным....
28 02 2025 18:24:32
Ролевые технологии активизируют познавательную деятельность учащихся, усиливают мотивацию к изучению предмета, помогают определиться с выбором будущей профессии....
27 02 2025 3:47:49
На уроке учащиеся узнают о вкладах людей в историю Отечества и о том вкладе, который могут внести они сами.
...
26 02 2025 11:36:43
Знание этапов онтогенеза позволяет не только говорить об общности происхождения живого мира, но и имеет важное значение в определении систематической принадлежности видов, в медицине. Урок проводится с целью сформировать представление о процессе онтогенеза и факторах окружающей среды, влияющих на изменение развития зародыша....
25 02 2025 20:19:26
Урок продолжает формирование знаний о размножении, хаpaктеризует мейоз, формирует знания об изменении молекул ДНК и хромосом на протяжении мейоза, раскрывает биологическое значение мейоза....
24 02 2025 20:21:32
В последнее время наблюдается снижение интереса к изучению большинства школьных предметов. Привить интерес к сложному предмету можно только через игру. Занимательные мероприятия способствуют обогащению ученика новыми знаниями, расширению кругозора....
23 02 2025 19:43:12
Учащиеся формируют знания о здоровых принципах питания, которые укрепляют организм; учатся подбирать продукты для составления меню с учетом калорийности продуктов; уметь анализировать свой суточный рацион и определять его соответствие нормам питания. Воспитывают стремление к здоровому образу жизни....
22 02 2025 12:24:56
Урок расширяет знания учащихся о заболеваниях кожи; формирует гигиенические навыки; развивает навык самостоятельной работы учащихся с дополнительной литературой, видеофрагментами, интерес к предмету.
...
21 02 2025 8:10:41
О семейных экологических конкурсах, их планировании и тематике....
20 02 2025 16:57:47
На уроке проявляются большие возможности для экологического воспитания учащихся, раскрывается роль уроков химико-биологического цикла в воспитании экологически грамотного поколения с экологической ответственностью....
19 02 2025 1:39:16
Уроки-экскурсии, это замечательная форма работы учителя с учащимися среднего звена. Благодаря таким урокам, они учатся наблюдать, затем оформлять результаты своих наблюдений, а для того чтобы это сделать, им придется проанализировать, имеющуюся у них информацию, обобщить и сделать выводы....
18 02 2025 5:32:37
Внеклассное мероприятие для учащихся 11-го класса на тему "У истоков эволюции..." проводится с использованием информационных технологий, что позволяет повысить интерес к изучаемому предмету. Основная цель данного мероприятия заключается в том, чтобы нацелить ребят на сдачу ЕГЭ по биологии....
17 02 2025 16:52:39
Урок развивает у учащихся учебно-познавательные компетенции, умение сравнивать, обобщать, анализировать....
16 02 2025 16:11:28
В опытах на животных для исследования пищеварения желудка применяли фистулу этого органа. Операция состоит в том, что через разрез стенки желудка внутрь него вставляют металлическую фистульную трубку и укрепляют ее швами....
15 02 2025 0:15:30
В статье рассматриваются причины первого приобщения подростков к алкоголю и курению, влияние никотина и алкоголя на организм и поведение человека. Внеклассное мероприятие проходит в форме судебного заседания, главные герои которого – подсудимые Алкоголь и Никотин. Сценарий спектакля можно использовать на классных часах, неделе биологии, ОБЖ, днях здоровья....
14 02 2025 22:18:41
Снаружи клетка покрыта плазматической мембраной (или наружной клеточной мембраной) толщиной около 6-10нм. Клеточная мембрана это плотные пленки из белков и липидов (в основном, фосфолипидов)....
13 02 2025 8:11:10
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Эры и периоды в развитии жизни на Земле